Linux基础之内核态与用户态

Linux体系架构

内核作用：

1. 向下控制硬件资源;
2. 向内管理操作系统资源：包括进程的调度和管理、内存的管理、文件系统的管理、设备驱动程序的管理以及网络资源的管理;

内核态和用户态：
　　由于计算机系统的各种硬件资源是有限的，为了保证每一个进程都能安全的执行，处理器设置了两种模式：“用户态”与“内核态”。应用程序默认运行在用户态下，当应用程序需要执行一些容易发生安全问题的操作时，需要转换为内核态执行，例如I/O操作，修改基址寄存器内容等。而连接用户模式和内核模式的接口称之为系统调用。
　　
内核态和用户态的切换：
　　应用程序代码运行在用户模式下，当应用程序需要实现内核模式下的指令时，需要从用户态切换到内核态：应用程序先向操作系统发送调用请求，操作系统收到请求后，执行系统调用接口，使处理器进入内核模式。当处理器处理完系统调用操作后，操作系统会让处理器返回用户模式，继续执行用户代码。如下图所示：
　　　　　　　　
　　　　　　　　
内核空间和用户空间：
　　进程的虚拟地址空间可分为两部分：内核空间和用户空间。进程的内核空间中存放的是内核代码和数据，而用户空间中存放的是用户程序的代码和数据。不管是内核空间还是用户空间，它们都处于虚拟空间中，都是对物理地址的映射。